phƣơng pháp ICP-MS

hoạt động khai thác mỏ quặng chì - kẽm của xã Bằng Lãng, vì 2 xã này có vị trí địa lý giáp danh nhau.

3.2. Hàm lƣợng kim loại trong củ Nghệ vàng tại các xã của huyện Chợ Đồn bằng phƣơng pháp ICP-MS

Cũng nhƣ nhiều nguyên tố khác, kim loại có thể cần thiết cho cây trồng hoặc động vật. Thậm chí một số kim loại nặng có trong thành phần của các men và vitamin,… chúng đƣợc xem là các nguyên tố dinh dƣỡng vi lƣợng nhƣ đồng, kẽm. Một số kim loại không cần thiết cho sự sống, không có chức năng sinh hóa, đƣợc gọi là các nguyên tố vết không chính yếu nhƣ asen, chì, thủy ngân,… những kim loại này khi vào cơ thể sinh vật ngay cả dạng vết cũng có thể gây tác động độc hại.

Khi các kim loại nặng xâm nhập vào môi trƣờng sẽ làm biến đổi điều kiện sống, tồn tại của sinh vật sống trong môi trƣờng đó. Kim loại nặng gây độc hại với môi trƣờng và cơ thể sinh vật khi hàm lƣợng của chúng vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép. Quá trình tích lũy sinh học kim loại này xảy ra ở tất cả các loài động vật, bao gồm cả các loài động vật làm thực phẩm nhƣ cá và gia súc cũng nhƣ trên con ngƣời. Do đó, cần phải kiểm soát mức độ của các kim loại độc này trong thực phẩm để bảo vệ sức khỏe con ngƣời.

Hiện nay, nghệ là một loại thực phẩm đƣợc tiêu thụ nhiều trên thị trƣờng. Ngoài tác dụng làm gia vị, bột nghệ còn đƣợc chế biến thành nhiều sản phẩm phục vụ làm đẹp và là nguyên liệu cho ngành dƣợc phẩm.

Đối với mẫu củ Nghệ vàng chúng tôi áp dụng QCVN 8-2:2011/BYT do Ban soạn thảo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về giới hạn ô nhiễm hóa học và sinh học biên soạn, Cục An toàn vệ sinh thực phẩm trình duyệt và đƣợc ban hành theo Thông tƣ số 02/2011/TT-BYT ngày 13 tháng 01 năm 2011 của Bộ trƣởng Bộ Y tế. Giới hạn cho phép hàm lƣợng một số kim loại theo các tiêu chuẩn đƣợc chỉ ra ở bảng 3.4.

ảng 3.4. Tiêu chuẩn giới hạn cho phép đối với As, Pb, Cd, Zn và Cu trong cây thảo dƣợc ở một sốquốc gia và FAO/WHO

STT Tiêu chuẩn

As Pb Cd Zn Cu

mg/Kg

1 QCVN2011/BYT 5,0 2,0 1,0 50,0 2 Canada - 10,0 0,3 - 3 Trung Quốc 2,0 5,0 1,0 - 20,0 4 Singapor 5,0 20,0 - - 150,0 5 FAO/WHO - 10,0 0,3 50,0 -

Hàm lƣợng kim loại tích luỹ trong cây phụ thuộc vào khả năng đồng hoá kim loại của cây, pH môi trƣờng, hàm lƣợng kim loại trong đất, phân bón và vào độ tuổi của cây. Bằng phƣơng pháp phân tích ICP-MS, chúng tôi đã xác định đƣợc hàm lƣợng của 24 nguyên tố kim loại trong mẫu củ nghệ trồng tại 6 xã Phƣơng Viên, Rã Bản, Đông Viên, Phong Huân, Bằng Lẵng và Ngọc Phái. Thành phần các nguyên tố này cũng tƣơng đƣơng thành phần các nguyên tố kim loại trong mẫu đất. Tuy nhiên, hàm lƣợng kim loại tích lũy trong mẫu Nghệ vàng chiếm tỷ lệ rất nhỏ so với hàm lƣợng kim loại trong mẫu đất tƣơng ứng đã nghiên cứu. Kết quả phân tích hàm lƣợng kim loại trong mẫu củ Nghệ vàng tại 6 xã đƣợc thể hiện trong bảng 3.5.

Bảng 3.5. Hàm lƣợng kim loại có trong mẫu củ Nghệ vàng tại 3 xã Phƣơng Viên, Rã ản, Đông Viên

No. Ele.

Phƣơng Viên Trung bình ± ε(mg/kg) Rã Bản Trung bình ± ε(mg/kg) Đông Viên Trung bình ± ε(mg/kg) Phong Huân Trung bình ± ε(mg/kg) Bằng Lãng Trung bình ± ε(mg/kg) Ngọc Phái Trung bình ± ε(mg/kg) QCVN 82:2011/BYT

WHO

mg/kg

1 As 1,22 ± 0,01b 0,66 ± 0,58ab 0,84 ± 0,05ab 0,28 ± 0,06a 0,60 ± 0,58ab 0,77 ± 0,01ab 2 Cd 2,91 ± 0,01bc 3,38 ± 0,18cd 2,40 ± 0,14a 2,47 ± 0,24ab 2,33 ± 0,30a 3,53 ± 0,47d

< 5 μg/g

< 1 μg/g 0,3

3 Pb 6,42 ± 0,03b 9,25 ± 0,03d 4,61 ± 0,28a 6,19 ± 0,24b 6,42 ± 0,01b 7,43 ± 0,17c < 2 μg/g 10

4 Cu 8,88 ± 0,02e 7,52 ± 0,30d 4,45 ± 0,11a 5,20 ± 0,02b 9,63 ± 0,11g 5,68 ± 0,10c 5 Cr 36,23 ± 0,01c 67,22 ± 0,15e 14,36 ± 0,41b 35,58 ± 0,85c 42,72 ± 0,2d 5,68 ± 0,10a 6 Ni 11,27 ± 0,01e 7,61 ± 0,39b 5,43 ± 0,04a 5,46 ± 0,34a 9,52 ± 0,28c 10,53 ± 0,37d 7 Hg 0,08 ± 0,01b 0,16 ± 0,04c -0,02 ± 0,06a 0,13 ± 0,02c 0,14 ± 0,03c 0,04 ± 0,02 8 Mn 74,24 ± 0,05c 533,72 ± 0,63g 11,24 ± 0,03a 76,74 ± 0,21d 68,57 ± 0,18b 376,14 ± 0,11e 9 Zn 125,40 ± 0,01d 111.55 ± 0,42c 31,46 ± 0,03a 453,41 ± 0,45e 95,41 ± 0,21b 125,80 ± 1,05d 50

10 Co 0,37 ± 0,01d 0,32 ± 0,02c 0,19 ± 0,01a 0,25 ± 0,04b 0,46 ± 0,02e 0,36 ± 0,03cd 11 Se 0,02 ± 0,01a 0,06 ± 0,01a 0,05 ± 0,02a 0,14 ± 0,05b 0,06 ± 0,02a 0,06 ± 0,02a 12 Ba 8,53 ± 0,11c 14,07 ± 0,01e 3,97 ± 0,02a 5,40 ± 0,25b 16,63 ± 0,23g 9,31 ± 0,32d 13 Ag 3,95 ± 0,01b 1,43 ± 0,04a 1,39 ± 0,13a 1,44 ± 0,12a 1,41 ± 0,33a 1,30 ± 0,15a 14 Mo 0,18 ± 0,01a 0.33 ± 0,04b 0,17 ± 0,04a 0,17 ± 0,01a 0,21 ± 0,02a 0,55 ± 0.03c 15 B -2,86 ± 0,00 -3.29 ± 0,27 -2,90 ± 0,37 -3,33 ± 0,09 -2,99 ± 0,27 -3,50 ± 0,15 16 Fe 239,93 ± 0,01e 167,51 ± 0,30d 126,80 ± 0,23a 145,48 ± 0,21c 448,44 ± 0,19g 135.37 ± 0,49b 17 Ca 2240,05 ± 0,01g 495,27 ± 0,19b 969,17 ± 0,22e 941,42 ± 0,37d 669,37 ± 0,11c 410,55 ± 3,83a 18 Mg 1714,45 ± 0,06e 850,57 ± 0,30b 876,46 ± 0,9c 1213,48 ± 0,26d 1956,68 ± 0,10g 611,58 ± 1,15a 19 Sb 0,04 ± 0,01ab 0,04 ± 0,01ab 0,06 ± 0,03b 0,04 ± 0,03ab 0,04 ± 0,01ab 0,02 ± 0,00a 20 Sn 0,37 ± 0,01ab 0,25 ± 0,03a 0,53 ± 0,22bc 0,57 ± 0,03c 0,58 ± 0,01c 0,95 ± 0,04d 21 Al 13,98 ± 0,01d 6,03 ± 0,09b 3,77 ± 0,08a 15,47 ± 0,48e 33,57 ± 0,29g 7,37 ± 0,34c 22 Ta 1,94 ± 0,03a 5,72 ± 0,04b 11,65 ± 0,15c 21,13 ± 0,89d 31,51 ± 0,24g 27,48 ± 0,45e 23 V 0,46 ± 0,01d 0,65 ± 0,03e 0,25 ± 0,02c 0,04 ± 0,01a 0,73 ± 0,03g 0,15 ± 0,03b 24 Be 0,00 ± 0,00a 0,01 ± 0,01a 0,00 ± 0,01a 0,00 ± 0,00a 0,00 ± 0,01a 0,00 ± 0,00a Ghi chú: Các số có cùng chỉ số a, b, c, d, e, g (theo hàng) có sự sai khác không đáng kể ở mức ý nghĩa α = 0,05

40

Kết quả phân tích cho thấy, Nghệ vàng đƣợc trồng tại 6 xã của huyện Chợ Đồn có chứa đầy đủ các thành phần và hàm lƣợng các nguyên tố khoáng cần thiết nhƣ Ca, K, Mg, Cu, Fe, Zn. Đây là nguồn nguyên liệu đảm bảo chất lƣợng cho các loại thực phẩm và dƣợc phẩm đƣợc làm từ nghệ [11]. Tuy nhiên, để đáp ứng việc kiểm soát đƣợc chất lƣợng và mức độ an toàn của các loại sản phẩm này cho ngƣời tiêu dùng, chúng tôi tập trung phân tích hàm lƣợng các kim loại nặng có tính độc, so sánh với quy chuẩn quốc gia về hàm lƣợng giới hạn của 4 kim loại độc hại có trong thực phẩm là As, Pb, Cd và Zn.

As có trong hầu hết các loài thực vật, nhƣng vai trò sinh học của nó lại rất ít đƣợc biết đến. Mặc dù có nhiều nghiên cứu về ảnh hƣởng kích thích của As lên sự hoạt động của vi sinh vật đất, nhƣng As đƣợc biết đến nhƣ là một chất ức chế sự trao đổi chất. Vì vậy, sản lƣợng rau suy giảm khi rau đƣợc trồng trên đất có hàm lƣợng As di động cao. As ít độc hơn khi thực vật đƣợc bổ sung đầy đủ photpho [57].

As là một kim loại có thể tồn tại ở nhiều dạng hợp chất vô cơ và hữu cơ. Về mặt sinh học, asen có thể gây ra 19 căn bệnh khác nhau. Các ảnh hƣởng chính của asen tới sức khỏe con ngƣời là làm keo tụ protein, do tạo phức với asen(III) và phá hủy quá trình photpho hóa. Asen gây ung thƣ biểu mô da, phổi, phế quản, xoang,… do asen và các hợp chất của asen có tác dụng lên nhóm sunfuahiđro (-SH) phá vỡ quá trình photphoryl hóa [57]. Những rủi ro có thể xảy ra đối với con ngƣời cũng nhƣ mức độ tích tụ As trong các sản phẩm nông nghiệp quan trọng nhƣ lúa, gạo, rau,… đã đƣợc nhiều tác giả Việt Nam quan tâm nghiên cứu [1, 2].

Kết quả so sánh hàm lƣợng As trong củ nghệ vàng ở 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn so với quy chuẩn đƣợc trình bày tại hình 3.5.

Hình 3.5. So sánh hàm lƣợng As trong củ Nghệ vàng ở 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh ắc Kạn so với quy chuẩn

Kết quả phân tích cho thấy, hàm lƣợng As trong 6 mẫu Nghệ vàng chỉ giao động từ 0,60 mg/kg (xã Bằng Lãng) đến 1,22 mg/kg (xã Phƣơng Viên), thấp hơn rất nhiều lần so với quy chuẩn cho phép của Việt Nam QCVN 03MT:2015/BTNMT. Nhƣ vậy, sản phẩm từ Nghệ vàng tại nơi đây đảm bảo an toàn đối với nguyên tố As.

Đối với Pb, mặc dù xuất hiện rất tự nhiên trong cơ thể của nhiều loài thực vật nhƣng nó không đóng vai trò quan trọng nào trong quá trình trao đổi chất. Chì đƣợc hút thu thụ động vào thực vật và tỷ lệ hút thu bị giảm đi do bón vôi và nhiệt độ thấp. Chì không bị hoà tan hoàn toàn trong đất nhƣng nó vẫn đƣợc hấp thụ qua lông hút và đƣợc dự trữ trong thành tế bào. Khi Pb xuất hiện ở dạng hoà tan trong dung dịch dinh dƣỡng, rễ thực vật có khả năng hấp thụ một lƣợng lớn nguyên tố này, tỷ lệ hút thu tỷ lệ thuận với việc tăng nồng độ chất dinh dƣỡng trong dung dịch và với thời gian. Sự di chuyển của Pb từ rễ đến với phần thực vật trên mặt đất khá giới hạn, chỉ 3% Pb trong rễ đƣợc vận chuyển đến các phần non [57].

Kết quả so sánh hàm lƣợng Pb trong củ Nghệ vàng ở 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn so với quy chuẩn đƣợc trình bày tại hình 3.6.

Hình 3.6. So sánh hàm lƣợng Pb trong củ Nghệ vàng ở 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh ắc Kạn so với quy chuẩn

Đánh giá độ an toàn với nguyên tố Pb, chúng tôi so sánh kết quả với quy chuẩn của Việt Nam và WHO. Đối với quy chuẩn Việt Nam, hàm lƣợng Pb trong các mẫu Nghệ vàng tại các xã đều vƣợt quy chuẩn cho phép từ 3,2 lần (xã Đông Viên) đến 4,6 lần (xã Rã Bản). Tuy nhiên, so với quy chuẩn của WHO, Singapor và Canada, các mẫu này đều nằm trong ngƣỡng an toàn.

Đối với nguyên tố Cd, sự tác động của nguyên tố này đối với thực vật phụ thuộc vào nhiều cơ chế sinh lý và phân tử liên quan bao gồm sự hấp thu và tích tụ Cd thông qua liên kết với ngoại dịch bào và thành tế bào, sự phức tạp của các ion bên trong tế bào bởi nhiều chất khác nhau ví dụ nhƣ axit, ferritin, phytochelatin và metallothionein. Thông thƣờng, các ion Cd chủ yếu đƣợc giữ lại trong rễ và chỉ một lƣợng nhỏ đƣợc vận chuyển đến các chồi. Nói chung, hàm lƣợng Cd trong cây giảm theo thứ thự: rễ > thân cây > lá > quả > hạt [31]. So sánh hàm lƣợng Cd trong củ Nghệ vàng ở 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh Bắc Kạn so với quy chuẩn cho phép đƣợc trình bày trong hình 3.7.

Hình 3.7. So sánh hàm lƣợng Cd trong củ Nghệ vàng ở 6 xã thuộc huyện Chợ Đồn, tỉnh ắc Kạn so với quy chuẩn

Kết quả đáng lƣu ý là hàm lƣợng Cd ở cả 6 mẫu nghệ vàng cũng đều vƣợt quy chuẩn cho phép của Việt Nam QCVN 03-MT:2015/BTNMT và Trung Quốc từ 2,33 đến 3,53 lần; vƣợt chuẩn của WHO và Canada từ 7,8 đến 11,8 lần. Kết quả nghiên cứu này có sự tƣơng đồng với nghiên cứu của Nguyễn Xuân Hiệp [12] về hàm lƣợng Cd trên chè Shan Tuyết tại xã Bằng Phúc. Hiện tƣợng nhiễm Cd xảy ra do cây nghệ có khả năng tích luỹ Cd, khả năng sử dụng phân bón chƣa hợp lý, đặc biệt là phân lân và do việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật,… Nguyên tố Kẽm là một trong số các chất vi dinh dƣỡng thiết yếu cho sự phát triển và sinh trƣởng khỏe mạnh của cây trồng, động vật và con ngƣời. Nếu không đƣợc cung cấp đủ kẽm, sự phát triển của cây trồng có thể bị ảnh hƣởng, chất lƣợng cây trồng giảm. Kẽm đóng vai trò quan trọng trong các quá trình quang hợp và hình thành đƣờng, tổng hợp protein, sinh sản và tạo hạt giống, điều chỉnh tăng trƣởng, bảo vệ chống dịch bệnh. Ảnh hƣởng không mong muốn của Zn đối với sức khỏe con ngƣời ít đƣợc nghiên cứu, tuy nhiên một số triệu chứng nhƣ đau bụng, mạch chậm và co giật đã đƣợc ghi nhận khi cơ thể chứa hàm lƣợng Zn quá mức cho phép. Kết quả so sánh hàm lƣợng Zn trong củ nghệ vàng đƣợc thể hiện trong hình 3.8.